國外“地陷剎閘”

彭小云

美國：人工補(bǔ)給地下水效果最好

20世紀(jì)初，美國工業(yè)化快速發(fā)展，港口、鐵路、地下工程、摩天大樓如雨后春筍般建起來。再加上人口增長和經(jīng)濟(jì)發(fā)展后對地下水開采的增多，美國多地曾出現(xiàn)過地面沉降事件頻發(fā)的時期。不過，隨著美國地質(zhì)勘探立法和技術(shù)水平的完善，以及對工程建設(shè)之前環(huán)境評估的重視，因施工而引發(fā)的地面沉降已在上世紀(jì)后半期得到有效控制。

休斯敦曾是美國地面沉降最嚴(yán)重的地區(qū)之一。上世紀(jì)初，休斯敦修建了現(xiàn)代化港口，再加上當(dāng)?shù)厥凸I(yè)蓬勃興起，導(dǎo)致城市人口規(guī)模迅速擴(kuò)大，地下水長期過度開采。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，1906年至1995年期間，休斯敦附近大約8000平方公里的地表沉降了0.3米左右，這一地區(qū)的地陷形勢和石油以及地下水的開采情況非常吻合。1975年，得克薩斯州議會成立美國第一個地面沉降管理機(jī)構(gòu)——“哈里斯·加爾維斯頓沿岸地面沉降管理區(qū)”，以加強(qiáng)對地下水開采的管理，阻止地面的進(jìn)一步沉降。這個機(jī)構(gòu)有權(quán)拒絕發(fā)放鉆井許可證，促進(jìn)水資源的保護(hù)，并對社區(qū)和學(xué)校開展節(jié)水教育和宣傳，推進(jìn)地區(qū)由開采地下水向充分利用地表水轉(zhuǎn)變。20世紀(jì)70年代后期，由于地下水開采量下降，休斯敦航道沿線以及休斯敦東部的地陷都大幅度減少。目前，來自附近河流的地表水已成為供應(yīng)休斯敦地區(qū)工業(yè)用水的重要來源，地下水水位已開始“止跌回升”。

人工補(bǔ)給地下水目前被認(rèn)為是防治地面下沉效果最明顯的方法，即借助某些工程設(shè)施將地表水自流或用壓力注入地下儲水層以增加地下水的補(bǔ)給量，穩(wěn)定地下水水位。最典型的例子是美國的威明頓油田。該油田1936年投產(chǎn)，開發(fā)后沒有進(jìn)行早期注水，十幾年后出現(xiàn)地面下沉，致使港口被海水淹沒，鐵道扭曲、斷裂，公路橋梁產(chǎn)生裂縫和錯動，建筑物受損。1959年該地區(qū)進(jìn)行大規(guī)模注水，到1966年注水出現(xiàn)明顯效果，幾乎整個沉陷區(qū)已被穩(wěn)住并得以回升。

在防治地面沉降方面，美國加州圣克拉拉谷地的成功經(jīng)驗已成為全世界防治地面沉降的經(jīng)典案例。上世紀(jì)50年代該地區(qū)在治理地面沉降上獲得突出成績。該區(qū)水資源管理局在當(dāng)?shù)睾恿魃辖⒘?個蓄水壩以收集雨水，這樣增加了河水對流經(jīng)區(qū)的地下水的補(bǔ)給。同樣的情況還有亞利桑納州中南部，通過引入科羅拉多河的河水，減少了地下水的需求強(qiáng)度，從而緩解了地面沉降。

為防止地面沉降，美國很多有地面沉降可能的土地被規(guī)劃部門劃定為工業(yè)用地。美國規(guī)劃部門認(rèn)為，農(nóng)業(yè)用地對地下水需求量更大，造成地面沉降的危險也比工程建設(shè)更高。而在高層建筑、公路、橋梁、港口、地鐵等大型工程的施工中，許多地面沉降風(fēng)險恰恰可以借著施工的機(jī)會得到控制或排除。佛羅里達(dá)州的泥沼區(qū)使用這種方法可以防止有機(jī)土進(jìn)一步分解，減緩有機(jī)質(zhì)氧化的速度，使地面發(fā)生沉降的速度降低，地基更加穩(wěn)定。

現(xiàn)在，美國的地面沉降問題已經(jīng)沒那么嚴(yán)重了。除了上述治理措施外，美國的城市布局也在一定程度上解決了地面沉降問題。作為一個經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國家，美國給人的印象是到處都有高可入云的摩天大樓，以及四通八達(dá)的地下設(shè)施。其實，美國城市中的高層建筑都聚集在城市中心區(qū)，大部分人口則生活在中心區(qū)以外密密麻麻的衛(wèi)星城。這些衛(wèi)星城的建筑最高不過五六層，一般只有兩三層。因此，在美國，只要把城市中心區(qū)建在地質(zhì)條件較好的地區(qū)，因高層建筑而發(fā)生的地面沉降即可避免。由于美國的小城鎮(zhèn)星羅棋布，城市軌道交通基本都在地上運(yùn)行，只在紐約、洛杉磯這些特大城市的中心區(qū)存在地下鐵路，因此修建地鐵而引發(fā)的地面沉降在美國也不是個大問題。

墨西哥城：啟動市政排水工程

墨西哥城是一座建立在湖床上的城市，湖床土質(zhì)松軟，易發(fā)生壓縮。進(jìn)入20世紀(jì)，墨西哥城的人口迅速膨脹，對水資源的需求量不斷增加。而由于地表水資源極其有限，墨西哥城70%以上的自來水供應(yīng)依靠地下水的開采。據(jù)統(tǒng)計，墨西哥城每秒鐘要抽取一萬升的地下水來滿足居民的用水需要。過去100年中，墨西哥城大約下陷了9.14米。1951年是其地面沉降最為嚴(yán)重的時候，沉降速率達(dá)到每年45厘米。

地面沉降使墨西哥城的一些地下排污管道發(fā)生了傾斜變形，污水無法正常排出城市。另外，地面沉降對于城市建筑物、機(jī)場、鐵路、高速公路、地下管線、排水溝渠等都造成了影響。

為應(yīng)對地面沉降造成的危害，當(dāng)?shù)卣畣恿艘幌盗械呐潘こ探ㄔO(shè)，加固中心區(qū)建筑物，疏通地面排污運(yùn)河。另外，墨西哥城對自來水管道進(jìn)行了更換，以降低自來水的流失量。未來，政府還會通過雨水儲備、污水回收處理等措施來保護(hù)地下水資源，阻止地面沉降的進(jìn)一步發(fā)展。專家預(yù)測，墨西哥城未來地面沉降的面積可以控制在300平方千米范圍以內(nèi)，沉降速率控制在每年5厘米以內(nèi)。

日本：地下水開采受到限制

日本的地面沉降歷史可以追溯到1898年，新瀉平原最先發(fā)現(xiàn)有地面沉降。而后，由于地下水集中開采，東京和大阪也相繼出現(xiàn)地面沉降現(xiàn)象。二戰(zhàn)后，因經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨緩，地下水開采量減少，地面沉降也隨之緩解。1950年之后，隨著日本經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇和發(fā)展，地下水開采量迅猛增加，地面沉降急劇發(fā)展。上世紀(jì)六七十年代是日本地面沉降最嚴(yán)重的時候，沉降速率一度達(dá)到每年54厘米，是當(dāng)時全世界沉降速率最大的地方，部分地區(qū)地面標(biāo)高低于海平面。

1957年開始，為控制地面沉降，日本在全國推行了地下水開采限制措施，同時還進(jìn)行了多次地下水回灌試驗。1971年，新瀉縣制定了地下水綜合規(guī)劃對策，進(jìn)一步限制地下水開采。隨著地下水位的恢復(fù)，地面沉降現(xiàn)象開始得到控制。上世紀(jì)70年代后期，由于大量抽取融雪用地下水，地面沉降又有加劇的趨勢。1984年，新瀉縣采取緊急應(yīng)對措施，一方面向民眾宣傳地面沉降知識，實時公布地面沉降的動態(tài)變化，另一方面要求人們節(jié)約用水。這些措施使得當(dāng)?shù)氐孛娉两登闆r得到緩解。

泰國曼谷：政策法規(guī)“管住”地下水

泰國曼谷位于湄南河三角洲，地勢低洼，平均海拔不足2米。過去四十多年間，曼谷市區(qū)逐步擴(kuò)張，人口不斷增加。2010年，曼谷城市人口密度達(dá)到每平方千米5801人。上世紀(jì)70年代，曼谷開始發(fā)現(xiàn)地面沉降現(xiàn)象。1984年是曼谷地面沉降最為嚴(yán)重的時期，地下水水位降幅高達(dá)65米，曼谷東部地區(qū)的沉降速率一度達(dá)到每年12厘米，地面沉降開始成為城市發(fā)展的嚴(yán)重威脅。

為控制地面沉降，曼谷政府開始了地面沉降的監(jiān)測，同時出臺了地下水管理政策法規(guī)，措施包括逐步提高地下水價格，使之與地表水價格持平，增加地表水供應(yīng)，修建污水處理廠等。此后，地下水開采量得到控制，地面沉降速率有所降低，但是由于城市化進(jìn)程仍在繼續(xù)以及地面沉降本身具有的遲滯性特點(diǎn)，曼谷的地面沉降還會在相當(dāng)長的一段時間內(nèi)繼續(xù)發(fā)展。目前地面沉降最嚴(yán)重的地區(qū)為曼谷南部郊區(qū)，地面沉降速率約為每年2厘米。

地面沉降對于曼谷最大的威脅莫過于增加了洪水的風(fēng)險，以及海水倒灌。曼谷城區(qū)本身地勢就非常低洼，四十多年的地面沉降已使東部部分地區(qū)地表高度低于海平面1米左右。每當(dāng)雨季來臨，洪水都必須通過排水管道和排水溝渠來抽取。

（綜合《環(huán)球時報》、《中國國土資源報》、華聲在線網(wǎng)站等媒體資料）